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摘要:龙煤鹤岗分公司南山煤矿二水平东部区北部-120回风石门采取“四位一体”综合防突措施揭22#,9#,8#煤层,在揭煤过程中,应用了工作面突出危险性预测、工作面钻孔抽放、综合防突措施效果检验、安全防护措施以及利用实验室测定煤层瓦斯参数进行区域消突验证,安全的揭开并穿过了三层煤。
关键词:突出危险性预测;“四位一体”;钻孔抽放;实验室测定煤层瓦斯参数。
中图分类号:TF087
1 前言
南山煤矿二水平东部区北部-120回风石门由南山煤矿333队施工,该工程设计施工用途为构建二水平东部区延伸工程回风系统。总工程量420m,。巷道断面为三心拱型,巷道设计采用锚索网支护形式,穿煤段采用设U型铁棚支护,锚索间排距800mm×800mm,喷厚100 mm,巷道净断面11.8m2。
该工程开工于2012年10月1日,到2013年1月16日施工至揭22#煤层法线距离5m,由于揭煤防突工作措施工程准备不足,至2013年2月5日措施工程施工完毕。
2 防治突出措施的选择
根据该工作面生产系统的情况,利用其他的消突办法施工相对比较复杂,并难以保证消突效果,所以选择打抽放钻孔利用抽放泵抽放瓦斯的措施揭穿突出煤层。
3 “四位一体”综合防突措施实施
仅以揭8#突出煤层为例,来阐述石门揭煤时采用抽放钻孔抽放综合防突措施的具体实施步骤。
3.1 工作面突出危险性预测采用煤层瓦斯压力指标以及钻屑瓦斯解吸指标Δh2。
3.1.1 工作面超前钻探
为了了解工作面前方煤岩层的赋存条件,掌握煤层的具体位置,防止误揭煤,同时不影响工作面的正常掘进,在该工作面施工的过程中始终采取在工作面后方的两帮开设钻机硐室施工超前钻孔,超前钻孔数量3个,钻孔长度控制在100-120m,使用300型钻机,钻孔距离超前工作面距离不得小于20m。
3.1.2预测钻孔
通过超前钻孔对煤层位置的控制,详细掌握煤层的位置,赋存条件和瓦斯情况等,钻孔布置在工作面1#和2#开孔间距0.5m,倾角分别为25°40°,使用300钻机,孔径Φ94mm。
3.1.3测压及测试钻屑瓦斯解吸指标值
在工作面布置一个测压钻孔,要求钻孔通过全煤层或见煤深度不小于10m,在采用注水泥浆法进行封孔测压,封孔长度不得小于10m,以压力表读数趋于稳定后为最终读数,根据测定的瓦斯压力,大于临界值0.74MPa工作面定为有突出危险性;利用钻屑瓦斯解吸指标法预测突出危险性,干煤样大于突出危险临界值200Pa; 湿煤样大于突出危险临界值160Pa工作面定为有突出危险性,则必须采取防突措施,如无突出危险,可采用远距离放炮揭煤。
3.2石门揭煤防突措施
2月5日把硐室的超前钻孔进行封孔,压力表显示0.8MPa。钻屑瓦斯解吸指标法测试结果Δh2为220Pa,以上参数均超过突出危险临界值确定工作面有突出危险,必须采取防突措施。
3.2.1瓦斯抽放防突措施
局部防突措施采用打抽放钻孔抽放瓦斯措施。设计孔径Φ75mm,钻孔控制到巷道轮廓线5m,措施钻孔数25个。
3.2.2瓦斯抽放量
施工钻孔结束后2013年2月6日开始接管移动泵进行抽放,抽放时间为50天,瓦斯抽放泵出口瓦斯浓度平均值0.1%, 共抽放瓦斯31865m3。
3.3防治突出措施的效果检验
采用瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、钻屑解吸指标4个单项指标的方法进行防突措施的效果检验。
防突措施完成后进行措施效果检验利用重庆中煤科工集团重庆研究院生产的DGC型瓦斯含量测定装置测定瓦斯压力,测定瓦斯压力为0.246MPa低于规定的突出危险临界值0.74MPa。测定瓦斯含量为1.6826m3/t低于规定的突出危险临界值8 m3/t。测定瓦斯放散初速度为9低于规定的突出危险临界值10。钻屑解吸指标Δh2为80Pa,低于规定的突出危险临界值160Pa(湿煤样)。
综合以上四项指标,均小于突出危险临界值,可以确定工作面无突出危险性,防突措施有效。
3.4安全防护措施
(1)反向风门位置在回风通路后10m设置两道牢固可靠的反向风门。风门之间的距离不得小于4m。风门门套必须使用砂石砌筑,周边打锚杆加固。
(2)警戒地点由通风区负责在工作面回风流所流经的巷道与其它巷道各岔口及可能有人员进入回风流的岔口内设置警戒栅栏,并标志好“严禁进入”字样,设置警戒及撤离警戒区域内的所有人员由当班队长负责。
(3)放炮时必须执行远距离放炮安全防护措施,放炮地点在两道反向风门以外,放炮时反向风门必须关闭。反向风门距工作面的距离应当根据开拓工作面的通风系统和预计的突出强度确定,但反向风门距工作面回风巷不得小于10m。
(4)距开拓工作面25-40m的巷道内设置2组可供12人应急使用的压风自救装置。压风自救装置安装在工作面巷道内的压缩空气管道上,平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。
(5)施工队每班必须携带两块便携式瓦斯检测仪,并按要求使用。
(6)防突施工过程中如果遇到地质构造,施工单位技术人员应及时通
知地质人员收集资料,待研究后采取下一步措施。
(7)工作面距煤层底板法距5m开始,由开拓队技术人员掌握工作面瓦斯地质施工进度等情况,,地质人员和防突人员积极配合。
(8)东部区北部-120回风石门隔爆水棚按《煤矿安全规程》要求安设。
(9)东部区北部-120回风石门工作面后方设洒水防尘装置,每次放炮前冲洗工作面及附近20m巷道内粉尘。
(10)防突期间每次放炮前,必须检查通风实施及系统,做好设施齐全完好、系统合理可靠。并且装好工作面爆破孔的炮泥和水炮泥,炮泥封孔长度不得小于0.5m。
(11)施工工作面局部通风机必须采用三专供电,保证双风机双电源自动转换,同时实现风电闭锁和瓦斯电闭锁。
(12)工作面必须安设一组瓦斯监测设备,其中工作面向后3-5m,安装探头T1,断电范围为场子头所有电器设备;距全风压岔口、回风通路5-10m范围内,安装探头T2,断电范围为开拓巷道内的所有电器设备。
(13)工作面必须安排具有防突经验的专职瓦检员。
(14)距揭煤5m时,响炮30min后方可进入工作面察看瓦斯浓度及工作面状况,若情况异常应及时向有关部门汇报。
(15)当工作面距离煤层底板法距2m前,在东部区北部-120回风石门揭煤回风系统内所有人员必须全部撤离,并将揭煤工作面回风系统内的电源全部切断。
4瓦斯抽放效果检验
2013年3月27日,333施工的东部区北部-120回风石门工作面采用远距离放炮、安设反向风门、压风自救、挡栏等安全防护措施成功揭开8#煤层,炮后工作面瓦斯浓度最高为0.2%,利用打抽放钻孔对管抽放泵抽放瓦斯效果较好,安全穿过8#煤层。
5 结语
成功揭穿8#煤层的经验说明,在石门揭穿具有突出危险性的煤层施工中,只要做到科学组织、措施得当、具体问题、具体分析、并做到超前实施,采取“四位一体”综合防治煤与瓦斯突出措施,就可以有效的避免煤与瓦斯突出事故的发生。
参考文献:
1、国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.《煤矿安全规程》[M].北京:煤炭工业出版社,2011.
2、国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社,2009.
作者简介:邹吉东(1985- ).男.助理工程师.2009年7月毕业于黑龙江科技学院采矿工程专业,现就职于龙煤鹤岗分公司南山煤矿。
关键词:突出危险性预测;“四位一体”;钻孔抽放;实验室测定煤层瓦斯参数。
中图分类号:TF087
1 前言
南山煤矿二水平东部区北部-120回风石门由南山煤矿333队施工,该工程设计施工用途为构建二水平东部区延伸工程回风系统。总工程量420m,。巷道断面为三心拱型,巷道设计采用锚索网支护形式,穿煤段采用设U型铁棚支护,锚索间排距800mm×800mm,喷厚100 mm,巷道净断面11.8m2。
该工程开工于2012年10月1日,到2013年1月16日施工至揭22#煤层法线距离5m,由于揭煤防突工作措施工程准备不足,至2013年2月5日措施工程施工完毕。
2 防治突出措施的选择
根据该工作面生产系统的情况,利用其他的消突办法施工相对比较复杂,并难以保证消突效果,所以选择打抽放钻孔利用抽放泵抽放瓦斯的措施揭穿突出煤层。
3 “四位一体”综合防突措施实施
仅以揭8#突出煤层为例,来阐述石门揭煤时采用抽放钻孔抽放综合防突措施的具体实施步骤。
3.1 工作面突出危险性预测采用煤层瓦斯压力指标以及钻屑瓦斯解吸指标Δh2。
3.1.1 工作面超前钻探
为了了解工作面前方煤岩层的赋存条件,掌握煤层的具体位置,防止误揭煤,同时不影响工作面的正常掘进,在该工作面施工的过程中始终采取在工作面后方的两帮开设钻机硐室施工超前钻孔,超前钻孔数量3个,钻孔长度控制在100-120m,使用300型钻机,钻孔距离超前工作面距离不得小于20m。
3.1.2预测钻孔
通过超前钻孔对煤层位置的控制,详细掌握煤层的位置,赋存条件和瓦斯情况等,钻孔布置在工作面1#和2#开孔间距0.5m,倾角分别为25°40°,使用300钻机,孔径Φ94mm。
3.1.3测压及测试钻屑瓦斯解吸指标值
在工作面布置一个测压钻孔,要求钻孔通过全煤层或见煤深度不小于10m,在采用注水泥浆法进行封孔测压,封孔长度不得小于10m,以压力表读数趋于稳定后为最终读数,根据测定的瓦斯压力,大于临界值0.74MPa工作面定为有突出危险性;利用钻屑瓦斯解吸指标法预测突出危险性,干煤样大于突出危险临界值200Pa; 湿煤样大于突出危险临界值160Pa工作面定为有突出危险性,则必须采取防突措施,如无突出危险,可采用远距离放炮揭煤。
3.2石门揭煤防突措施
2月5日把硐室的超前钻孔进行封孔,压力表显示0.8MPa。钻屑瓦斯解吸指标法测试结果Δh2为220Pa,以上参数均超过突出危险临界值确定工作面有突出危险,必须采取防突措施。
3.2.1瓦斯抽放防突措施
局部防突措施采用打抽放钻孔抽放瓦斯措施。设计孔径Φ75mm,钻孔控制到巷道轮廓线5m,措施钻孔数25个。
3.2.2瓦斯抽放量
施工钻孔结束后2013年2月6日开始接管移动泵进行抽放,抽放时间为50天,瓦斯抽放泵出口瓦斯浓度平均值0.1%, 共抽放瓦斯31865m3。
3.3防治突出措施的效果检验
采用瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、钻屑解吸指标4个单项指标的方法进行防突措施的效果检验。
防突措施完成后进行措施效果检验利用重庆中煤科工集团重庆研究院生产的DGC型瓦斯含量测定装置测定瓦斯压力,测定瓦斯压力为0.246MPa低于规定的突出危险临界值0.74MPa。测定瓦斯含量为1.6826m3/t低于规定的突出危险临界值8 m3/t。测定瓦斯放散初速度为9低于规定的突出危险临界值10。钻屑解吸指标Δh2为80Pa,低于规定的突出危险临界值160Pa(湿煤样)。
综合以上四项指标,均小于突出危险临界值,可以确定工作面无突出危险性,防突措施有效。
3.4安全防护措施
(1)反向风门位置在回风通路后10m设置两道牢固可靠的反向风门。风门之间的距离不得小于4m。风门门套必须使用砂石砌筑,周边打锚杆加固。
(2)警戒地点由通风区负责在工作面回风流所流经的巷道与其它巷道各岔口及可能有人员进入回风流的岔口内设置警戒栅栏,并标志好“严禁进入”字样,设置警戒及撤离警戒区域内的所有人员由当班队长负责。
(3)放炮时必须执行远距离放炮安全防护措施,放炮地点在两道反向风门以外,放炮时反向风门必须关闭。反向风门距工作面的距离应当根据开拓工作面的通风系统和预计的突出强度确定,但反向风门距工作面回风巷不得小于10m。
(4)距开拓工作面25-40m的巷道内设置2组可供12人应急使用的压风自救装置。压风自救装置安装在工作面巷道内的压缩空气管道上,平均每人的压缩空气供给量不得少于0.1m3/min。
(5)施工队每班必须携带两块便携式瓦斯检测仪,并按要求使用。
(6)防突施工过程中如果遇到地质构造,施工单位技术人员应及时通
知地质人员收集资料,待研究后采取下一步措施。
(7)工作面距煤层底板法距5m开始,由开拓队技术人员掌握工作面瓦斯地质施工进度等情况,,地质人员和防突人员积极配合。
(8)东部区北部-120回风石门隔爆水棚按《煤矿安全规程》要求安设。
(9)东部区北部-120回风石门工作面后方设洒水防尘装置,每次放炮前冲洗工作面及附近20m巷道内粉尘。
(10)防突期间每次放炮前,必须检查通风实施及系统,做好设施齐全完好、系统合理可靠。并且装好工作面爆破孔的炮泥和水炮泥,炮泥封孔长度不得小于0.5m。
(11)施工工作面局部通风机必须采用三专供电,保证双风机双电源自动转换,同时实现风电闭锁和瓦斯电闭锁。
(12)工作面必须安设一组瓦斯监测设备,其中工作面向后3-5m,安装探头T1,断电范围为场子头所有电器设备;距全风压岔口、回风通路5-10m范围内,安装探头T2,断电范围为开拓巷道内的所有电器设备。
(13)工作面必须安排具有防突经验的专职瓦检员。
(14)距揭煤5m时,响炮30min后方可进入工作面察看瓦斯浓度及工作面状况,若情况异常应及时向有关部门汇报。
(15)当工作面距离煤层底板法距2m前,在东部区北部-120回风石门揭煤回风系统内所有人员必须全部撤离,并将揭煤工作面回风系统内的电源全部切断。
4瓦斯抽放效果检验
2013年3月27日,333施工的东部区北部-120回风石门工作面采用远距离放炮、安设反向风门、压风自救、挡栏等安全防护措施成功揭开8#煤层,炮后工作面瓦斯浓度最高为0.2%,利用打抽放钻孔对管抽放泵抽放瓦斯效果较好,安全穿过8#煤层。
5 结语
成功揭穿8#煤层的经验说明,在石门揭穿具有突出危险性的煤层施工中,只要做到科学组织、措施得当、具体问题、具体分析、并做到超前实施,采取“四位一体”综合防治煤与瓦斯突出措施,就可以有效的避免煤与瓦斯突出事故的发生。
参考文献:
1、国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.《煤矿安全规程》[M].北京:煤炭工业出版社,2011.
2、国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定[M].北京:煤炭工业出版社,2009.
作者简介:邹吉东(1985- ).男.助理工程师.2009年7月毕业于黑龙江科技学院采矿工程专业,现就职于龙煤鹤岗分公司南山煤矿。